以CFAR（Constant False Alarm Rate，恒虚警率）为代表的传统单通道SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达）图像舰船目标检测方法主要面向检测产品（即幅度或强度数据），在完全发展的相干斑假设条件下认为相位信息对于检测是无益的，无法有效利用当今高分辨率SAR图像中的复值信息。而幅度或强度信息相对而言通常是非常单一的，且对雷达频段、极化方式、入射角、干扰等因素非常敏感，使得传统方法在复杂背景环境中容易产生虚警和漏检，存在一些难以克服的性能瓶颈问题。
　　本文认为单通道高分辨率SAR图像中的相位信息有助于区分舰船目标和背景杂波，采用复值信息可以提升舰船目标检测的性能。一个复图像包括了两个实图像（幅度和相位或实部和虚部图像），还包括了二者之间的代数和几何分析。因此，本文在研究单通道SAR图像幅度或强度信息的基础上，同时研究了其相位信息，并重点研究了描述实部和虚部之间关系的复值信息。具体地，本文首先对单通道SAR图像复值信息的提取和表征等基础问题进行了研究，然后对复值信息在舰船目标检测中的应用问题进行了研究，并通过丰富多样的真实和仿真数据进行了验证。其主要工作和创新成果如下：
　　一、系统回顾了现有的SAR图像舰船目标检测方法
　　对单通道、极化、干涉SAR图像舰船目标检测以及方位模糊去除方法进行了归纳和总结，梳理了本领域发展的主要脉络。同时，分析了现有检测方法的优点与存在的不足，总结了单通道SAR图像舰船目标检测目前面临的挑战和存在的机遇，最后提出了需要解决的关键问题和研究主线。
　　二、详细研究了单通道SAR图像复值信息的提取和表征等基础问题
　　1）基于统计建模的单通道SAR图像复值信息提取和表征方法。本文从回顾复值随机变量的重要概念出发，首先介绍传统幅度统计建模方法，然后重点研究相位统计建模方法。针对相位特征比较抽象和难以区分目标和背景的问题，提出一种基于邻域相位方向差特征的相位统计建模方法，可以有效描述舰船目标和背景杂波相位特征的差异，说明了利用复值信息提升检测性能的可行性。最后对基于复广义高斯分布的复值SAR图像统计建模方法进行研究，针对经典方法估计其形状参数效率较低的问题，提出一种近实时的基于高阶矩的快速估计方法，极大地提高了估计效率。估计结果具有良好的精度，可以有效表征复值数据的非高斯性。
　　2）基于非圆性分解的单通道SAR图像复值信息提取和表征方法。非圆性是区分复值信号处理和传统实信号处理的一种基本复值信息。为了发掘非圆性的内涵和应用价值，提出一种非圆性的分解、度量和生成方法，扩展了非圆性理论：一是非圆性分解公式，明确了非圆性的构成；二是非圆性度量，可以更好地衡量目标之间的非圆性差异；三是非圆性生成方法，可以仿真任意强度非圆性的复值随机变量。在此基础上，理论分析和实验验证了舰船目标和海杂波之间非圆性的差异，为基于单通道SAR图像复值信息的舰船目标检测进一步奠定了基础。
　　三、详细研究了单通道SAR图像复值信息在舰船目标检测中的应用问题
　　1）基于复值信息的单通道SAR图像舰船目标和射频干扰区分方法。射频干扰是严重影响舰船目标检测的一种SAR图像质量问题。本文详细研究了其产生机理和对SAR图像的影响。针对其容易造成虚警的问题，作者首次发现射频干扰复值信息的两个特点：一是呈现非常弱的非圆性（或者说是圆性的），二是主要呈现亚高斯性；并根据这些新发现，提出一种基于非圆性和非高斯性的舰船目标和射频干扰区分方法。结果表明射频干扰是预测的一种特殊非圆性情形：其具有和舰船目标近似的幅度或强度，但是非圆性和非高斯性却截然相反；同时，提出的区分方法能够有效鉴别单通道SAR图像中的射频干扰。
　　2）基于复值信息的单通道SAR图像舰船目标检测方法。为了充分利用复值信息的优势和克服传统方法的不足，论文引入复信号峰度这种高阶复值信息，并阐述了其和非圆性以及非高斯性的紧密联系，指出其是海洋目标监视和SAR成像质量的一种重要指示器，并根据其较少受到雷达频段、极化方式、入射角等系统因素影响的特点，提出一种基于复信号峰度的单通道复值SAR图像舰船目标检测方法。其包括三个步骤：一是快速区域提取，可以快速地提取可能包含舰船目标的区域；二是目标迭代分割，可以鲁棒地对舰船目标进行分割和确认；三是目标特征增强，可以提升舰船目标的图像质量。实验验证了该方法在复杂环境背景下的有效性。